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1、 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文（设 计） 题目： 莲子剥壳机设计 学 院：姓 名：学 号：专 业：年 级：指导教师 二0一四 年 五 月摘 要 针对我国现有莲子剥壳机存在效率低、破碎率高、通用性和运行稳定性差等现状，根据莲子结构特点和莲壳特性，设计了一种轻便、灵活的莲子剥壳机。如今我国各地方生产莲子以小户莲农居多，一个熟练的莲农，采用传统的莲子割壳方法，从早到晚可割壳莲5Kg。这种既费体力，又费时间的方法使得许多莲农很是犯愁，考虑到莲农的经济情况和生活情况，我设计了这款利于广大莲农的剥壳机。该机采用了具有弹性的导向凹槽和带专用刀片的活动刀
2、板，对莲子的割壳可达到无碎子、不伤果肉的效果，效率高，而且结构简单，使用方便，造价低，易于推广，可满足相关的生产需要。关键词：莲子；剥壳机；设计Abstract Aiming at the low efficiency, high crushing rate, versatility and low stability in our existing lotus seed sheller, according to the structural characteristics and properties of lotus lotus shell, a lightweight, flexibl
3、e lotus seed sheller design.如今我国各地方生产莲子以小户莲农居多，一个熟练的莲农，采用传统的莲子割壳方法，从早到晚可割壳莲5Kg。这种既费体力，又费时间的方法使得许多莲农很是犯愁，考虑到莲农的经济情况和生活情况，我设计了这款利于广大莲农的剥壳机。 Now the production of our country each district to small lotus lian nong majority, a skilled lian nong, using the traditional lotus seed cut shell method, from mo
4、rning to night can cut shell lotus 5Kg. This is exhausting, method and time consuming so many lian nong is very anxious, taking into account the economic situation and living conditions lian nong, I designed this to the vast lian nong sheller.该机采用了具有弹性的导向凹槽和带专用刀片的活动刀板，对莲子的割壳可达到无碎子、不伤果肉的效果，效率高，而且结构简单
5、，使用方便，造价低，易于推广，可满足相关的生产需要。This machine adopts the guide groove with elastic and movable cutting board with special blade, to cut lotus seed can be achieved without breaking, not to hurt the flesh effect, high efficiency, and has the advantages of simple structure, convenient use, low cost, easy popu
6、larization, and can meet the need of production related.Keywords:lotus seed shelling machine;design目 录第一章 绪论1 1.1 莲子剥壳传统工艺方法.11.2 莲子剥壳机械加工方法及现状.11.3 设计任务及要求.3第二章 莲子剥壳机总体设计3 2.1 莲子几何特征及其力学特性.3 2.2 剥壳机的机架材质选取.42.3 剥壳机的基本结构设计.52.4 剥壳机的工作原理.6第三章 莲子剥壳机工作部件设计6 3.1 进给料斗的设计6 3.2 轮盘的结构设计.73.3 传动轴的设计.83.3.1 轴
7、的材料选取93.3.2 轴的最小径计算93.3.3 轴径与轴长93.3.4 轴的强度校核93.4 导向凹槽的设计 .103.5 切割组件的结构设计11 3.5.1 刀架板的结构设计 11 3.5.2 弹簧的选取12 3.5.3 切割刀片的选取设计13第四章 设计总结14 4.1 结论综述.14 4.2 存在的不足.14 4.3 莲子剥壳机的技术发展趋势.15参考文献.17致谢18第一章 绪论1.1莲子剥壳传统工艺方法莲子按加工方法可分为硬壳莲加工成肉莲和鲜莲加工成通心白莲两种。(1) 硬壳莲手工加工方法：用一把镰刀和一个直径20-25cm高30-40cm的木墩，手捏壳莲的一端，用镰刀在2/5处
8、割2-3刀一撇，掉头仍在2/5出用同样的方法割一刀，最后将剩下壳环带，割一刀一撇，即完成一颗壳莲的加工。一个熟练的劳动者，从早到晚可砍壳莲5Kg。这种加工方法原在湖北、湖南省普遍应用。用三把小尖刀装在一个圆钢管内，刃口形成锥体空间，在壳莲两端，用小刀片先挤切，后扭剥脱壳，这种加工方法在湖南和湖北省荆州地区多用。广东省中山县为港商加工泰国硬壳莲是将壳莲的一端放在一个特制的螺母上，用一个皮带冲子一敲，挤切剥壳。上海市外贸在江苏一个加工站是用一把特制剪刀，剪切剥壳。(2) 通心白莲手工加工方法：将鲜莲外壳用小刀切开剥壳，用手搓去表内皮，再用1.5mm钢针通心，当天晒干，遇阴天用木炭烘干,即成通心白莲
9、。1.2莲子剥壳机械加工方法及现状我国研究莲子剥壳机从20世纪60年代就已经开始，湖南省农机所率先于1981年开始对莲子剥壳机进行了试验研究，并于1983年6月鉴定且小批生产了6BR-1型莲子剥壳机。与些同时，一些院校和科研单位也开始理论研究、实施试验、编写教程。直到20世纪80年代，莲子剥壳机在我国还处于孕育期。从20世纪90年代开始，许多单位研制了多种莲子剥壳机，型号达10多种，申报的有关专利有51项。按照剥壳机的剥壳原理，归纳起来主要有以下几种形式。1.2.1挤压式莲子剥壳机挤压式莲子剥壳机最早的模型为双辊式莲子剥壳设备。设备中一辊为带有橡胶层的旋转圆柱体，另一与之相对转动的辊上带有三角
10、形刀刃的多个盘形圆片组成。使莲子通过两辊的中缝时，切开莲壳。然而几经实验，莲子仅被刀刃划破了部分外壳。由于在两辊之间的加工区较短，莲子不可能在其中滚上一两圈，因而使莲壳的切破率大大降低。浙江大学的郑传祥教授，对于前人提出的挤压式莲子剥壳机原理进行了进一步的改进，从而在此基础上设计了一种更能适应生产实际的高效莲子剥壳机。完善了挤压式的双辊技术。利用高速刀具对莲子外壳进行切割、挤压使其脱壳，同时增加了脱壳切割的刀具数量，使其更适合机械化生产。该机型可以将莲子按照其颗粒大小分类后进行脱壳，使莲子生产实现在机械化的道路上向前迈进了一大步。1.2.2摩擦式莲子剥壳机旋转圆桶式脱壳机是比较早期的摩擦式剥壳
11、机，其在中部旋转轴上装有盘形刀片，外桶固定在机架上，其内壁上衬有适当厚度的橡胶层。莲子进入后，随旋转轴的带动，在内壁与转轴的刀片中滚动，莲壳在橡胶层的衬垫下被转动的盘形刀片切破，然后从其夹缝中掉出。但是由于被切破的莲壳均牢牢的粘附在莲肉上，为使莲壳与莲肉分离，还得专门设计一个搓壳机。 为了克服旋转圆桶式莲子脱壳机固有缺陷，在其基础上，6JD-400型莲子剥壳机设计成三个加工段：破壳段、搓壳段及软搓壳段。每小时每台可加工70Kg，脱壳率平均为75以上，出莲肉完好率平均95以上，且筛分率大于90，莲子损害率小于4以下，但每副刀片使用56班需重磨一次。经生产实践表明，6JD-400型莲子剥壳机性能稳
12、定可靠，自动化程度高，便于操作，清洁安全且经济效益比较显著。1.2.3撕搓式莲子剥壳机代表机型以湖南省农机所研究的6BR-1型莲子剥壳机为例。为了保证剥壳质量，提高功效和对不同形状莲子的适应性，该机采用了自动送料、自动定位和组合刀头等装置，其结构独特，且机子小巧轻便、使用方便、安全可靠，适于白莲、红莲、东瓜莲等多种莲子的剥壳作业。该机采用一对刀头从一长径方向两端同时切入莲壳后再适当旋转一定角度，撕搓莲壳使其扭碎从而完成剥壳的方法，不仅脱壳率大为提高，而且破碎率仅在5左右。1.2.4冲击式莲子剥壳机台湾嘉义大学与中兴大学的黄文禄、盛中德教授研发的莲子剥壳脱膜机子主要由供料机构、同向差速滚筒磨擦、
13、拨杆及四只水刀喷嘴组成。该机剥壳脱膜工作原理：莲子在同向且具差速的滚筒间滚动，并在喷嘴高压喷头产生的水刀作用下破膜。1.2.5切割式莲子剥壳机 在切割式莲子剥壳机的研制中，武汉工业学院机械工程系的张永林、易启伟等设计了一种基于辊刀切割原理的莲子剥壳机。辊刀式莲子剥壳机采用供送螺杆对壳莲进行分粒供送并使莲子按照一致的位形排序上料，采用由双托辊和剥壳辊构成的剥壳通道实现莲子剥壳。同时，为了适应不同品种，不同颗粒大小、形状莲子的剥壳，设计上采用了集总式的调节机构，以实现对主要的切割参数如切割深度、切割压力、偏置角度和螺旋辊刀空间斜置的调节。通过基于物理样机的剥壳试验，多联辊刀式莲子剥壳机的处理量大于100kgh，剥壳率大于90，仁壳分离率达92，籽仁破损率小于3。相对于其他剥壳机，多联辊刀式莲子剥壳机通用性较强，性能相对稳定，在设计上有所突破，同时调节维护相对于其他莲子剥壳
